劉笑鳴，顧萬榮，李從鋒，張立國，王明泉，龔士琛，陳喜昌，李彩鳳，魏湜，李文華

化學調(diào)控和氮肥對高密度下春玉米光熱水利用效率和產(chǎn)量的影響

劉笑鳴1，顧萬榮1，李從鋒2，張立國3，王明泉3，龔士琛3，陳喜昌3，李彩鳳1，魏湜1，李文華3

（1東北農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，哈爾濱 150030；2中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所，北京 100081；3黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院玉米研究所，哈爾濱 150086）

【】探討高密度下化學調(diào)控和氮肥對玉米光合特性、籽粒灌漿及光熱水利用效率的影響，為玉米密植抗逆高產(chǎn)高效栽培提供依據(jù)。于2017—2018年哈爾濱區(qū)域玉米生長季，在大田高密度種植下（90 000株/hm2），設(shè)置3個不同氮肥水平N100（100 kg·hm-2）、N200（200 kg·hm-2）和N300（300 kg·hm-2），7葉期噴施化控劑（玉黃金，30%胺鮮酯·乙烯利水劑），研究化控和氮肥對高密度種植下玉米生長發(fā)育和光熱水利用效率的影響。隨氮肥施用量的增加，玉米葉片凈光合速率（n）、最大光化學效率（v/m）、籽粒內(nèi)源激素含量、灌漿速率、光熱水利用效率（RUE、HUE和WUE）及產(chǎn)量均呈先升高后降低趨勢，在施氮量200 kg·hm-2下達到最大。與單施氮肥處理相比，化控和氮肥共同作用顯著提高了葉片n和v/m，提高了籽粒內(nèi)源激素含量和灌漿速率，RUE、HUE和WUE顯著提高，使產(chǎn)量得到進一步增加。相關(guān)分析表明，灌漿速率與籽粒內(nèi)源激素生長素（IAA）、細胞分裂素（CTK）、赤霉素（GA）和脫落酸（ABA）含量極顯著正相關(guān)，產(chǎn)量與RUE、HUE和WUE顯著正相關(guān)。高種植密度下，200 kg·hm-2施氮量和化控顯著改善玉米的光合特性，促進了籽粒灌漿進程，提高了光熱水利用效率，顯著提高了產(chǎn)量。

玉米；光合特性；化學調(diào)控；氮肥；產(chǎn)量；資源利用效率

0 引言

【研究意義】黑龍江省是我國主要的玉米生產(chǎn)基地[1]，2018年玉米種植面積達到631.78×104hm2，總產(chǎn)達3 982.2×104t。該地區(qū)土壤肥沃，光水資源豐富，有利于玉米的生長；但隨著氣候的波動，增加了極端氣候事件的發(fā)生強度和頻率，玉米生育前期溫度較低且易發(fā)生春旱，生殖生長期易遭遇干旱或陰雨寡照，不利于玉米的生長發(fā)育和籽粒的形成，對產(chǎn)量造成巨大損失[2-5]。增加種植密度是獲得玉米高產(chǎn)的重要措施，有利于提高光、熱和養(yǎng)分等資源利用率，依靠群體發(fā)揮增產(chǎn)潛力[6-7]。但密度過大易導致玉米群體密閉，葉片互相遮陰，從而影響光合作用，并且增加了倒伏的風險，導致玉米產(chǎn)量降低[8-9]。前人研究表明，探索不同生態(tài)區(qū)玉米產(chǎn)量潛力及突破技術(shù)途徑，提高單產(chǎn)和資源利用效率是玉米栽培的重要研究方向[10-12]。因此，通過調(diào)整栽培措施改善高密度下玉米生長發(fā)育和光熱水利用效率，對提高玉米群體生產(chǎn)力和實現(xiàn)玉米可持續(xù)生產(chǎn)有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】氮肥的合理運籌是當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中作物管理的重點。作為玉米需求量最大的營養(yǎng)元素，適量施氮有利于調(diào)控作物生長發(fā)育，改善光合性能，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)[13]。氮素是葉綠素的重要組成元素，其含量顯著影響葉片的葉綠素含量和光合生理特性[14]。在籽粒灌漿期，低氮條件下玉米穗位葉的光合速率、氣孔導度、表觀量子產(chǎn)量等均低于高氮處理[15]。陳曉璐等[16]研究表明，合理增施氮肥可增強光系統(tǒng)性能，提高凈光合速率，延緩灌漿期葉綠素含量降低和葉片衰老，為玉米高產(chǎn)提供基礎(chǔ)。研究表明，群體產(chǎn)量的提高與資源的高效利用密不可分，密植條件下資源利用率的提高有利于充分發(fā)揮玉米的產(chǎn)量潛力[17]。Momen等[18]通過對不同氮肥水平下玉米產(chǎn)量及資源利用效率進行研究，發(fā)現(xiàn)不同氮肥用量對光能利用效率（RUE）、水分利用效率（WUE）和產(chǎn)量均有影響，其中，玉米產(chǎn)量主要由RUE決定。Aggarwal等[19]研究表明，隨著施氮量的增加，作物生長日積累量和WUE顯著增加，有利于產(chǎn)量的提高。而田間實際生產(chǎn)中，常因氮肥施用不合理導致群體光合性能降低[20-21]，養(yǎng)分利用效率和產(chǎn)量下降[22]。近年來，作物化學調(diào)控技術(shù)已成為我國糧食高產(chǎn)高效栽培的重要組成部分。前人研究表明，噴施化控劑可提高玉米葉源的活性，保持較高的葉綠素含量和最大光化學效率，延長葉片光合功能持續(xù)期，有利于物質(zhì)的積累和產(chǎn)量的提高[23-24]。籽粒灌漿是營養(yǎng)物質(zhì)不斷向籽粒輸送并積累的過程，是決定籽粒產(chǎn)量的重要階段[25-26]?；靥幚砜筛淖冏蚜?nèi)源激素含量，調(diào)控籽粒發(fā)育和籽粒同化物代謝，顯著提高了灌漿速率和灌漿持續(xù)時間，最終提高了粒重和產(chǎn)量[27-28]。合理的化控技術(shù)是提高資源利用效率、實現(xiàn)作物高產(chǎn)的有效途徑[29]。化學調(diào)控提高了作物WUE和RUE，提高了光合作用和生物量，有利于產(chǎn)量的提高[30-31]。【本研究切入點】施氮對玉米生長發(fā)育及化控劑對玉米調(diào)控作用的研究已有報道，但化學調(diào)控和氮肥共同作用對玉米葉片光合、籽粒激素、灌漿特性及光熱水利用效率影響的研究較少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究通過設(shè)置不同氮肥水平，并結(jié)合噴施化控劑處理，比較產(chǎn)量、葉片光合指標、籽粒內(nèi)源激素含量、籽粒灌漿特性、資源利用效率等變化，研究高密度下化控與氮肥對春玉米產(chǎn)量形成及光熱水利用效率的調(diào)控機制，旨在為黑龍江省高密度下玉米高產(chǎn)高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2017年和2018年在哈爾濱市東北農(nóng)業(yè)大學向陽試驗基地（126°54′56.37″E，45°46′01.27″N）進行。土壤為黑鈣土，土壤有機質(zhì)25.25 g·kg-1、全氮1.7 g·kg-1、堿解氮118.21 mg·kg-1、速效磷65.34 mg·kg-1、速效鉀179.35 mg·kg-1，pH 6.85。玉米生長周期內(nèi)氣象數(shù)據(jù)由哈爾濱市農(nóng)業(yè)科學院提供（表1）。

表1 2017年和2018年玉米生長季降雨量和平均溫度

選用玉米品種“龍育365”為試驗材料，2年均于4月30日播種，種植密度為90 000株/hm2，每穴播3粒，于3葉期間苗，9月25日收獲測產(chǎn)。供試化控劑為玉黃金（30%胺鮮酯·乙烯利水劑，福建浩倫生物工程技術(shù)有限公司），在玉米7展葉期，于上午7：00用噴霧器葉面均勻噴施玉黃金（Y）（每公頃375 mL，兌水450 kg），對照噴施清水（CK）；設(shè)置3個氮肥施用量水平N100（100 kg·hm-2）、N200（200 kg·hm-2）和N300（300 kg·hm-2），種肥和玉米封壟前追肥以1﹕1比例施入尿素。磷鉀肥分別施用100 kg·hm-2磷酸二氫銨和100 kg·hm-2硫酸鉀，作為種肥一次施入。本試驗采用裂區(qū)設(shè)計，主區(qū)設(shè)置化控劑玉黃金處理和清水處理，副區(qū)設(shè)置3個氮肥水平，共6個處理，3次重復(fù)，每小區(qū)8行，行長8 m，行距0.65 m，小區(qū)面積41.6 m2。其他農(nóng)藝措施參照當?shù)馗弋a(chǎn)栽培措施。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 光合指標 每處理選取3株長勢一致的代表性植株，于拔節(jié)期（7月5日）取玉米倒3葉，抽雄期（7月25日）、灌漿初期（8月5日）、乳熟期（8月25日）和完熟期（9月25日）取穗位葉，用 Li-6400便攜式光合儀（Li-COR，美國）測定凈光合速率（n）；用 FMS2 脈沖調(diào)制式熒光儀（Hansatech，英國）測定葉綠素熒光參數(shù)，葉片暗適應(yīng)30 min后，測得最小熒光（o）和最大熒光（m），PSⅡ最大光化學效率v/m= (m-o)/m。

1.2.2 籽粒激素及灌漿特性 在玉米吐絲期，選取長勢一致的植株掛牌標記。于開花后10、15、20、25、30 d每處理取3個果穗，剝?nèi)∷胫胁孔蚜?，液氮冷?30 min，在-40℃冰箱中保存。采用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）測定生長素（IAA）、赤霉素（GA）、細胞分裂素（CTK）和脫落酸（ABA）的含量。于開花后 10、15、20、25、30、40、45、50 d 取樣，105℃殺青30 min，80℃烘干，測籽粒干重。參照張莉等[32]方法用Logistic 方程對籽粒灌漿過程進行擬合并計算灌漿速率。

1.2.3 光熱水利用效率 光能利用效率（RUE）（%）= W×H/∑Q×100%，H為每克干物質(zhì)燃燒時釋放出的熱量，玉米干重熱值為1.807×104J·g-1，W是測定期間干物質(zhì)增加量（g），∑Q是同期總光照輻射量（MJ·m-2·d-1）；熱量利用效率（HUE）（kg·hm-2·℃-1·d-1）= Y/∑t，Y為籽粒產(chǎn)量（kg·hm-2），∑t為生育期間≥10℃的有效積溫（℃·d）；水分利用效率（WUE）（kg·hm-2·mm-1）= Y/ET，Y為籽粒產(chǎn)量（kg·hm-2），ET為生育期內(nèi)總耗水量（mm）。

1.2.4 產(chǎn)量 完熟期在每小區(qū)中間行選取13 m2（4行×5 m行長）的所有玉米進行收獲，自然風干后于室內(nèi)考種并計產(chǎn)（按14%標準含水量折算產(chǎn)量）。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft 2007整理數(shù)據(jù)和作圖，通過 Curve Expert 1.3 軟件進行灌漿動態(tài)擬合，使用SPSS 18.0分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果

2.1 高密度下化學調(diào)控和氮肥處理對葉片凈光合速率（Pn）及最大光化學效率（Fv/Fm）的影響

由圖1可知，葉片n和v/m在2年中隨玉米的生長發(fā)育呈先升高后降低的趨勢，均在灌漿初期達到最大值。隨著施氮量的增加，n和v/m先升高后降低，表現(xiàn)為N200＞N300＞N100，其中n在N200下分別比N100和N300高21.9%—22.4%和7.9%—9.4%，v/m在N200下分別比N100和N300高17.2%—22.8%和4.4%—5.5%?；靥幚盹@著提高了各氮肥水平下葉片n和v/m，在2017—2018年分別提高9.4%—14.5%和5.1%—9.3%。在化控和氮肥共同作用下，N200+Y處理下的n和v/m最高。

N100+CK、N200+CK和N300+CK分別表示施氮量100、200和300 kg·hm-2下噴施清水，N100+Y、N200+Y和N300+Y分別表示施氮量100、200和300 kg·hm-2下噴施化控。下同

2.2 高密度下化學調(diào)控和氮肥處理對花后玉米籽粒激素含量的影響

由圖2可以看出，籽粒生長素（IAA）和細胞分裂素（CTK）含量在灌漿過程中呈先升高后降低的趨勢，均于吐絲后25 d達到最大值。隨著施氮量的增加，IAA和CTK含量先升高后降低，化控處理顯著提高了各氮肥水平下的籽粒IAA和CTK含量，在化控和氮肥共同作用下，N200+Y 處理的籽粒IAA和CTK含量最高。籽粒赤霉素（GA）含量在灌漿過程中呈降低趨勢，隨著施氮量的增加，GA含量先升高后降低，化控處理顯著提高了各氮肥水平下籽粒GA含量，在化控和氮肥共同作用下，N200+Y處理籽粒GA含量最高。籽粒脫落酸（ABA）含量在灌漿過程中先升高后降低，在吐絲后25 d達到最大值。不同氮肥處理下，N200的ABA含量最高，化控處理顯著提高了各氮肥水平下籽粒ABA含量，在化控和氮肥共同作用下，N200+Y處理的籽粒ABA含量最高。

2.3 高密度下化學調(diào)控和氮肥處理對籽粒灌漿參數(shù)的影響

以開花后天數(shù)為自變量，開花后每隔 5 d 測得的百粒重為因變量，用Logistics方程模擬籽粒灌漿過程。由表2可以看出，隨著施氮量的增加，最大灌漿速率和平均灌漿速率先升高后降低，在N200達到最大，達到最大灌漿速率時的天數(shù)和灌漿活躍期略有增加。施用化控劑減少了各氮肥水平下籽粒達到最大灌漿速率時的天數(shù)（Tmax），更快地達到最大灌漿速率，并提高了最大灌漿速率（Vmax）和平均灌漿速率（Vm），而對灌漿活躍期（P）影響不顯著。在化控和氮肥共同作用下，N200+Y處理的籽粒灌漿速率和灌漿活躍期最大且達到最大灌漿速率時的天數(shù)最短。

將研究所得各項數(shù)據(jù)納入SPSS 19.0統(tǒng)計學軟件中進行對比分析，將計量資料進行t檢驗，計數(shù)資料進行x2檢驗，數(shù)據(jù)差異有意義以P＜0.05為標準。

2.4 籽粒灌漿速率與激素含量的相關(guān)性分析

利用Logistic方程模擬玉米籽粒灌漿過程，結(jié)合表2各籽粒灌漿參數(shù)，計算出花后不同階段玉米籽粒在不同處理下的灌漿速率，與同一時期籽粒內(nèi)源激素含量進行相關(guān)分析（表3）。在2017年，玉米籽粒灌漿速率在花后10—20 d與IAA、CTK和ABA均呈顯著正相關(guān)；2018年，籽粒灌漿速率在花后10—30 d與IAA含量呈顯著正相關(guān)，在花后10—25 d與CTK含量呈顯著正相關(guān)，10—20 d與GA含量呈顯著正相關(guān)，在花后10、15和25 d與ABA含量呈顯著正相關(guān)。表明在灌漿前期和中期，其灌漿速率與IAA、CTK、GA和ABA密切相關(guān)，IAA、CTK、GA和ABA的含量越高，其灌漿速率就越快。

圖2 高密度下化學調(diào)控對花后玉米籽粒激素含量的影響

表2 高密度下化學調(diào)控對籽粒灌漿參數(shù)的影響

A：終極生長量；B：初值參數(shù)；C：生長速率參數(shù)；Tmax：達到最大灌漿速率的天數(shù)；Vmax：最大灌漿速率；Vm：平均灌漿速率；P：灌漿活躍期

A: the final grain weight; B: initial parameter; C: growth rate parameter; Tmax: the time reaching the maximum grain-filling rate; Vmax: maximum grain-filling rate; Vm: mean grain-filling rate; P: active grain-filling period

表3 籽粒灌漿速率與激素含量的相關(guān)性分析

2.5 高密度下化學調(diào)控和氮肥處理對玉米光熱水利用效率的影響

由表4可知，隨施氮量的增加，2017年玉米光能利用效率（RUE）逐漸增加，2018年RUE呈先增加后降低趨勢。2017—2018年熱量利用效率（HUE）和水分利用效率（WUE）均隨施氮量增加而先增加后降低，N200最大?；仫@著增加了2017—2018年各氮肥水平下玉米的RUE、HUE和WUE，分別提高了2.2%—7.0%、8.7—10.1%和8.7%—10.0%。在化控和氮肥共同作用下，N200+Y處理的玉米RUE、HUE和WUE最大，光熱水利用效率最高。

2.6 高密度下化學調(diào)控和氮肥處理對產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表5可知，2017年和2018年不同處理下玉米產(chǎn)量基本一致。隨著施氮量的增加，產(chǎn)量先升高后降低，N200達到最大，化控顯著提高了各施氮量下的產(chǎn)量。從產(chǎn)量構(gòu)成因素來看，化控和氮肥對穗數(shù)影響不大，而對穗粒數(shù)和千粒重有顯著影響，穗粒數(shù)和千粒重均隨施氮量的增加而先升高后降低，化控顯著增加了各施氮量下的穗粒數(shù)和千粒重。所有處理中，N200+Y處理穗粒數(shù)和千粒重最大、產(chǎn)量最高，2017年和2018年產(chǎn)量分別達到12 646 kg·hm-2和11 704 kg·hm-2。

表4 高密度下化學調(diào)控對玉米光熱水利用效率的影響

同一列中不同小寫字母表示差異顯著（＜0.05）。下同

Different lowercase letters in the same column indicate significant difference (＜0.05). The same as below

表5 高密度下化控和氮肥對玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

2.7 產(chǎn)量與光合及效率的協(xié)調(diào)性比較

探討2年中高密度下化學調(diào)控和氮肥處理對玉米葉片光合作用和群體光熱水利用效率的調(diào)控效應(yīng)，相關(guān)分析結(jié)果表明（圖3），除2018年v/m和2017年RUE與產(chǎn)量相關(guān)性不顯著外，2年中P、v/m、RUE、HUE和WUE均與產(chǎn)量呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系。說明高密度下通過提高葉片光合及熒光特性，提高群體光、熱、水利用效率，可實現(xiàn)產(chǎn)量的提高。

3 討論

3.1 高密度下化學調(diào)控和氮肥處理對玉米光合作用的影響

光合作用是作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的生理基礎(chǔ)，光合能力的提高對增加籽粒產(chǎn)量有重要作用[33]。凈光合速率和最大光化學效率是重要的光合及熒光參數(shù)，反映了葉片的光合效率和光合作用強度。魏廷邦等[34]研究認為，增施氮肥可增強玉米密植條件下的光合作用，提高葉片凈光合速率?；靥幚砜梢蕴岣呷~片葉綠素含量和凈光合速率，使葉片維持較高的光合能力[35]。前人研究表明，化控可以提高玉米凈光合速率和抗氧化酶活性，延緩葉片衰老，并使光合生理功能得到改善[36-37]。本研究表明，高密度下各氮肥處理中，隨著施氮量的提高，葉片n和v/m先升高后降低，施氮量200 kg·hm-2下顯著提高了葉片光合能力。與單施氮肥處理相比，在氮肥和化學調(diào)控共同作用下，葉片n和v/m顯著提高，其中，200 kg·hm-2施氮量下施用化控時光合及熒光參數(shù)達到最大。說明化學調(diào)控能夠在氮肥促進葉片光合生理特性的基礎(chǔ)上，進一步增強葉片對光能的利用，提高了光合能力。相關(guān)分析表明，產(chǎn)量與n和v/m顯著正相關(guān)，說明在施氮量200 kg·hm-2下施用化控劑通過增強葉片n和v/m，有利于最終玉米產(chǎn)量的提高。

圖3 產(chǎn)量與群體光熱水利用效率的相關(guān)性分析

3.2 高密度下化學調(diào)控和氮肥處理對籽粒灌漿及其激素調(diào)控的影響

籽粒灌漿是玉米產(chǎn)量形成過程中重要的生育階段，灌漿時間和灌漿速率決定了玉米粒重和產(chǎn)量的形成[26]。申麗霞等[38]研究表明，在高密度栽培條件下氮肥可有效調(diào)控籽粒灌漿過程，促進同化物的積累和籽粒灌漿。本研究中，隨著施氮量的增加，灌漿速率先升高后降低，在200 kg·hm-2施氮量下最大灌漿速率和平均灌漿速率達到最大。與單施氮肥處理相比，氮肥和化控共同作用縮短了達到最大灌漿速率時的天數(shù)，顯著提高了平均灌漿速率和最大灌漿速率，其中，200 kg·hm-2施氮量下施用化控時灌漿速率最大，達到最大灌漿速率的天數(shù)最短。說明化學調(diào)控能夠在氮肥提高灌漿速率的基礎(chǔ)上，進一步改善了籽粒灌漿進程，并在施氮量200 kg·hm-2和化控劑處理下各籽粒灌漿參數(shù)最好，對灌漿的促進作用最明顯。

植物內(nèi)源激素對玉米籽粒灌漿起著重要的調(diào)控作用。IAA和CTK可以促進細胞的分裂，灌漿初期IAA和CTK通過促進胚乳細胞分裂，增加了庫活性，從而提高玉米籽粒的灌漿速率[39-40]。籽粒中ABA含量與胚乳細胞增殖速率及籽粒灌漿速率呈極顯著正相關(guān)，ABA可以促進同化物向籽粒庫的運輸，促進籽粒灌漿[41-42]。灌漿前期籽粒較高的GA含量對胚的快速擴增有重要促進作用[43]。但徐云姬等[41]研究表明，在胚乳細胞活躍增殖期或籽?；钴S灌漿期，籽粒中GA含量與胚乳細胞的增殖速率或灌漿速率呈極顯著負相關(guān)。本研究中，灌漿前期和中期籽粒IAA、CTK、GA和ABA含量與灌漿速率顯著正相關(guān)，說明灌漿前、中期各激素含量的增加有利于提高籽粒灌漿速率。在花后10—30 d，200 kg·hm-2施氮量下IAA、CTK、GA和ABA含量最高；與單施氮肥處理相比，在氮肥和化學調(diào)控共同作用下籽粒各激素含量顯著提高，說明化學調(diào)控能夠在氮肥的促進作用下，進一步提高籽粒各內(nèi)源激素含量。本研究表明，施氮量200 kg·hm-2下施用化控劑處理通過提高灌漿前期和中期籽粒IAA、CTK和ABA含量，提高了灌漿速率，從而促進籽粒灌漿。

3.3 高密度下化學調(diào)控和氮肥處理對產(chǎn)量及光熱水利用效率的影響

前人研究表明，產(chǎn)量增益主要是通過密植群體對光、溫、水等資源利用效率的提升最終實現(xiàn)了產(chǎn)量的提高[17]。本研究相關(guān)分析表明，產(chǎn)量與RUE、HUE和WUE呈顯著正相關(guān)關(guān)系，說明較高的光熱水利用效率有利于產(chǎn)量的提高。合理的栽培措施，有利于發(fā)揮密植增產(chǎn)效應(yīng)，挖掘玉米生產(chǎn)潛力[6]。徐昭等[44]研究表明，適量施氮有利于促進冠層發(fā)育，提高光截獲量和光合生產(chǎn)力，顯著提高RUE和產(chǎn)量。增施氮肥可以促進作物對水分吸收利用，最終提高作物產(chǎn)量[16]?；刈鳛樽魑锔弋a(chǎn)的有效措施，可提高光、熱、水利用效率，是實現(xiàn)作物高產(chǎn)的有效途徑[29,45]。王暢等[29]研究表明，化控顯著提高了大豆的RUE和HUE，并提高了產(chǎn)量。本研究中，高密度種植下，隨施氮量的增加，玉米RUE、HUE和WUE呈先升高后降低的趨勢，產(chǎn)量、穗粒數(shù)和粒重均在施氮量200 kg·hm-2下達到最大，說明200 kg·hm-2施氮量有利于增加玉米的光熱水利用效率，提高產(chǎn)量。與單施氮肥處理相比，氮肥和化學調(diào)控共同作用下顯著提高了玉米RUE、HUE和WUE，有利于玉米生產(chǎn)中對光熱水資源的充分利用，對產(chǎn)量、穗粒數(shù)和粒重有明顯提高。本研究中，施氮量200 kg·hm-2下施用化控劑處理有利于實現(xiàn)高密度下玉米資源的高效利用與高產(chǎn)。

4 結(jié)論

化控顯著提高了葉片n和v/m，增加了籽粒內(nèi)源激素含量和灌漿速率，提高了光熱水利用效率和產(chǎn)量。在200 kg·hm-2施氮量下，玉米光合特性最好，籽粒ABA、CTK和IAA含量最高，有效增強了灌漿速率，提高了群體光熱水利用效率，從而提高了玉米產(chǎn)量。因此，高種植密度下200 kg·hm-2施氮量配施化控可以改善玉米光合和籽粒灌漿進程，提高光熱水利用效率和產(chǎn)量。

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Effects of Chemical Regulation and Nitrogen Fertilizer on Radiation, Heat and Water Utilization Efficiency and Yield of Spring Maize under Dense Planting Condition

LIU XiaoMing1, GU WanRong1, LI CongFeng2, ZHANG LiGuo3, WANG MingQuan3, GONG ShiChen3, CHEN XiChang3, LI CaiFeng1, WEI Shi1, LI WenHua3

(1College of Agronomy, Northeast Agricultural University, Harbin 150030;2Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081;3Maize Research Institute, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Harbin 150086)

【】 This experiment was conducted to study the effects of chemical regulation and nitrogen fertilizer on photosynthesis, grain filling characteristics and radiation, heat and water utilization efficiency of maize under high planting density, so as to provide a theoretical basis for stress resistance, high yield and high efficiency of maize under high planting density.【】 The experiment was performed with three nitrogen rates, N100 (100 kg·hm-2), N200 (200 kg·hm-2) and N300 (300 kg·hm-2) under high planting density (90 000 plants/hm2) during the maize growth season from 2017 to 2018. Chemical control (Yuhuangjin, 30% amine fresh ester·ethyl hydroxide) was sprayed at the seventh leaf stage. The effects of chemical control and nitrogen application on maize growth and development and radiation (RUE), heat utilization efficiency (HUE) and water utilization efficiency (WUE) under high density were studied. 【】 With the nitrogen application increasing, the 8 indexes, including net photosynthetic rate (n), max photochemical efficiency (v/m) of maize leaves, the content of grain endogenous hormones, grain filling rate, radiation utilization efficiency, heat utilization efficiency, water utilization efficiency and yield, first increased and then decreased, and all reached the maximum at 200 kg·hm-2nitrogen rate. Compared with the single application of nitrogen fertilizer, the combination of chemical control and nitrogen fertilizer significantly increasednandv/min leaves, endogenous hormone content in grains, grain filling rate, RUE, HUE, and WUE, which further increased grain yield. The correlation analysis showed that the grain filling rate was positively correlated with indole-3-acetic acid (IAA), cytokinin (CTK), gibberellin (GA) and abscisic acid (ABA), while the yield was positively correlated with RUE, HUE and WUE.【】 Under high planting density, 200 kg·hm-2nitrogen application and chemical control significantly improved the photosynthetic characteristics, promoted the grain filling process, improved radiation, heat and water utilization efficiency, and significantly increased the yield.

maize; photosynthetic characteristics; chemical regulation; nitrogen fertilizer; yield; resource utilization efficiency

10.3864/j.issn.0578-1752.2020.15.009

2020-04-08；

2020-07-06

國家重點研發(fā)計劃課題（2016YFD0300103，2017YFD0300506）、國家重點研發(fā)計劃項目黑龍江省配套資金項目（GX18B029）、東北農(nóng)業(yè)大學“學術(shù)骨干”基金（17XG23）

劉笑鳴，E-mail：liuxming1995@163.com。通信作者顧萬榮，E-mail：wanronggu@163.com

（責任編輯 楊鑫浩）